升降横移类停车设备传动方式比较分析

升降横移类停车设备传动方式比较分析

刘志远

武汉市特种设备监督检验所湖北省武汉430024

摘要：近年来，随着经济的发展，我国的城镇化水平加快和人民生活水平的提高，汽车数量也不断增加。然而，也产生了汽车停车场地的增长不能与之同步困扰。由于汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，带来了停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。因此，本文基于当前这一现实背景下，首先阐述了升降横移式机械停车设备的相关概念及原理，让我们对这一新型停车设备具有足够的认识和了解，通过对升降横移停车设备传动方式的比较，以及对链条传动和钢丝绳传动的相关分析，为今后机械式停车设备的设计应用提供参考依据。

关键词：立体停车设备；升降横移；传动方式比较

1升降横移式停车设备的概念及原理

1.1概念

升降横移式停车设备是指以载车板为存取工具和停车位，通过其上下升降到指定的层或左右横移运动到指定停车位的方式来存取车辆的设备。目前升降横移停车设备在我国各大城市已被广泛应用，原因在于它的规模视建设用地的大小而定，对场地、环境等各种外界因素有很强的适应性。在居民小区、宾馆和企事业单位等用的比较多。

1.2机械停车设备工作原理

升降横移类停车设备中所有的车位均配备载车板，车辆的存取主要靠载车板来实现，而载车板是通过上下升降和左右横移运动的方式到达指定地面层，驾驶员驾驶车辆到载车板上，驾驶员离开，其控制系统自动完成车辆的存取。

1.2.1链条提升

链条传动是以升降马达减速机带动传动轴组成，通过链条传动以达到载车板的升降。此传动简洁紧凑，可靠性高，传动效率大，过载能力强，使用面广，能在低速、重载和高温条件下及油污等恶劣情况下工作，在工作中有冲击和噪音。

1.2.2钢丝绳提升

钢丝绳具有质量轻、强度高、弹性好、能承受冲击载荷、挠性好、使用灵活、高速运转时运转稳定、无噪音等优点，特别在多层设备中，能够对载车板提升高度很大，在停车设备中使用也较为广泛。然而当钢丝绳绕过卷筒和滑轮时，在弯曲处会产生弯曲应力和挤压应力，钢丝绳的磨损较大，另外在钢丝绳与滑轮之间容易发生打滑现象，且钢丝绳具有延长性，传动比不稳定。

1.2.3液压提升

液压传动特点是传动稳定，一台液压泵可以驱动多个载车板，具有运行平稳、反应快等优点，但其维修保养成本高，传动效率极低，能量损失大，且温度的改变对液压传动的影响较大，一直以来，市场占有率很低。

2.4组合提升

组合提升就是结合现场实际情况，充分利用以上几种提升方式的优点，选用2种或2种以上的传动方式组合来达到目的。比如重列式车位布置中，一般前排选用框架链条或钢丝绳传动，而后排则选用液压或滚珠螺杆的提升方式。上述几种传动方式中，前2种传动方式是由电机驱动链条，再由链条带动钢丝绳或链条进行提升车辆，这种传动方式的一般结构以四柱框架式为主，这是各厂家目前使用最多的，也是最受欢迎的，当然链条提升在后悬设备中也多有使用；液压提升一般在后悬设备中大量使用，在市面上也占有不少的份额；组合提升则是根据现场情况进行选择。

2升降横移式停车设备结构分析

机械式停车设备的横移系统是由很多部件组建的，主要有减速器、减速器承载件、联轴器、横移电机、导轮、丝杠螺母、链条、链轮、升降台、导轨固定件、齿轮、齿轮支承件、载车板承载钢架、丝杠支承件、导轨、链轮轴、丝杠。这种横移系统利用了一个很普遍的机械原理，将丝杠的旋转运动转换成载车板承载钢架的直线运动。它的整个工作过程：首先横移电机为整个横移系统提供动力，利用减速器的降速功能将动力传递给正常运转链轮链条，再将动力通过链条和链轮传递给丝杠，然后丝杠通过旋转的形式将动力传递给丝杠螺母，因丝杠螺母固定在载车板承载钢架上，所以丝杠螺母带动载车板承载钢架左右直线运动。

目前，在垂直升降式立体停车设备中，有多种升降驱动方式，如曳引驱动、钢丝绳卷筒驱动、链轮链条驱动等形式。如曳引式驱动是在曳引绳一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳与开有绳槽的曳引轮之间的摩擦来驱动重物做垂直运动。因此，只要在曳引系统的容量与强度允许范围，通过改变曳引绳的长度就可以适应不同的提升高度，而不再受卷筒长度限制。当重物或平衡重碰底时，曳引绳与曳引槽会因为摩擦力减小而打滑，从而避免了卷筒式在失控卡住时造成的曳引绳断裂等严重事故的发生。

3升降横移停车设备的主要传动方式

3.1定滑轮机构曳引驱动形式

曳引驱动机房设置在停车设备上方，传动形式的曳引比为1。钢丝绳的一端连着升降轿厢，钢丝绳绕过定滑轮或水平定滑轮后，再绕过曳引轮与导轮，使钢丝绳的另一段连着对重，当曳引电机驱动曳引轮旋转，带动钢丝绳使升降轿厢与对重作上下运动。电梯中曳引驱动通常的采用中间单点起吊方式，一簇钢丝绳的一头连接对重，另外一头连接在电梯轿厢上端的中间位置。而垂直升降式立体停车设备升降轿厢的起吊方式是四点起吊，四根钢丝绳连接在升降轿厢的四个角。与单点起吊相比，这样的布置，可以使得升降轿厢在提升的时候比较平稳，避免产生晃动。

3.2动滑轮机构曳引驱动形式

曳引驱动机构设置在停车设备上方的机房内，传动形式的曳引比为2。钢丝绳的两端连接在机房的顶部，钢丝绳则分别绕过升降轿厢横梁上的动滑轮和曳引机房上的曳引轮导轮和对重上的动滑轮。增加导轮是为了拉开升降轿厢与对重之间的距离，便于升降驱动机构的总体布置。

3.3曳引驱动机构下置驱动形式

曳引驱动机构设置在停车设备下方的地坑内，其传动形式的曳引比也是1比1。钢丝绳的一端悬挂连接着升降轿厢，另外一端绕过定滑轮、导轮和地坑内曳引轮之后，再绕过上方的导轮连接对重。

4升降横移停车设备传动方式比较

4.1稳定性

就二者在传动稳定性方面而言，链条提升方式优势较强。钢丝绳与链条由于本身的结构不同，设备在运行时，车板做上下提升运动，在这过程中，链条由内外链节铰接而成，链条靠链节与链轮连续不断地啮合来传递功率，在传动过程中只能前后晃动，而钢丝绳顾名思义是由若干根钢丝捻制成股，再由若干股围绕钢丝绳芯捻制而成的绳索，在提升的过程中，可以做前后左右全方位的晃动。对于室内外安装的停车设备而言，由于风力的原因，位于室外的载车板的晃动程度明显要比室内的强烈得多，而链条传动的载车板明显比钢丝绳晃动量要小

4.2运行噪音

钢丝绳提升在运行时的噪音方面占有绝对优势。首先，钢丝绳提升是由钢丝绳与卷筒和滑轮之间的传动过程，在这个过程中，基本不会发出声音；而链条传动中，如果载车板上的链条吊点中心与纵梁上的导链轮中心不在同一平面，就会出现偏齿、卡齿、跳齿等现象，链条会发出较大的声音。其次，为了防止链条出现跳齿和绕齿，在设计时均配备了相应防跳齿和防绕齿装置，这些装置在使用过程中，不可避免地发出声音。最后，由于纵梁较长，为防止纵梁内侧车板的提升链条和循环链下垂，都配有托链装置，此装置在运行时与链条碰擦，同样会或多或少的发出声音。结合上述几点，链条传动在工作时发出是声音绝非钢丝绳可比。

4.3运行成本

链条传动与钢丝绳传动的成本比较，目前常用的提升链条主要是16A和20A，而基本上以16A为主，而钢丝绳一般以Φ10mm为主，而对于单个上层车位的链条和钢丝绳价格来讲，链条的价格要高于钢丝绳。其次就链条传动中传动轴总成和钢丝绳传动中的卷筒总成相比，卷筒的价格又明显高于链条的传动轴总成。综合这两方面，链条传动与钢丝绳传动的价格总体相差不大，这些在3层以下的设备中最明显；当设备到了4层之后，链条传动的设备为了使循环链条及升降链条有足够的回转空间，需要增加设备的前后框架尺寸以提高纵梁长度，而钢丝绳传动就不需要进行这样的调整，所以就框架结构一块，链条传动又比钢丝绳高出一块。综上所述，钢丝绳传动与链条传动相比，价格相对要低。

4.4使用寿命

链条传动中，链条的寿命一般可达10年左右，在使用期间，影响链条寿命的主要因素是链条铰链的磨损，造成节距变大而造成脱落。而钢丝绳一般3～5年就要更换一次，若使用频繁，年限可能更短，只要达到更换的要求就必须进行更换，在这一方面，链条要明显好于钢丝绳。

4.5设备后期的保养与维修

停车设备安装完成后进入设备的维修保养期，对于发现设备的故障来说，钢丝绳要比链条有明显的优势，在保养过程中，钢丝绳有明显的断丝、磨损、腐蚀、变形等情况，而链条则相对来说很难发现问题，一般都是在设备产生故障后才能反映出来。从维修的便利性来讲，链条提升比钢丝绳提升有很大的优势，当链条出现损坏时，只需针对损坏部位的链条进行更换，而钢丝绳则必须进行整根钢丝绳更换，而且更换的过程又与安装过程一致，不但要安装还要不断地进行调整修正，保证载车板的正确位置。再者，从更换钢丝绳与部分链条的成本、更换时间及人工来讲，链条提升都要远远优于钢丝绳提升。

参考文献：

[1]朱家诚，薛湛，陈德智.升降横移式立体停车设备的设计[J].机械，2013.11：72~74.

[2]陈峰.升降横移类机械式停车设备载车架的合理化设计[J].南方农机，2015.12：38+84.

[3]宋红梅，段治斌.升降横移类机械式停车设备优缺点与常见事故分析[J].大众标准化，2017.03：42~44.